本發(fā)明涉及3d打印技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種3d打印裝置。

背景技術(shù)：

3d打印技術(shù)的快速發(fā)展為生物工程領(lǐng)域帶來(lái)了新的解決方案，通過(guò)3d打印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)三維多細(xì)胞體系結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)制造?，F(xiàn)有技術(shù)中，生物材料的3d打印多以水凝膠作為支撐材料。水凝膠是以水為分散介質(zhì)的交聯(lián)聚合物，具有網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水溶性高分子中引入一部分疏水基團(tuán)和親水殘基，能被水溶脹但不溶于水，它在水中能夠吸收大量的水分顯著溶脹，并在顯著溶脹之后能夠繼續(xù)保持其原有結(jié)構(gòu)而不被溶解。

目前，有關(guān)高分子凝膠的理論還很不完善，凝膠溶脹的理論模型的研究尚處于發(fā)展階段。現(xiàn)有技術(shù)中使用水凝膠作為3d打印的支撐材料，存在細(xì)胞毒性、生物排異性的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種3d打印裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)3d打印由支撐材料引起的細(xì)胞毒、生物排異性的技術(shù)問(wèn)題，具有安全可靠、易在低溫環(huán)境保存，保證生物活性的技術(shù)效果。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種3d打印裝置，應(yīng)用于制造一3d打印模型，所述裝置包括：運(yùn)動(dòng)單元，所述運(yùn)動(dòng)單元包括x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元；冷凍床，所述冷凍床與所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元連接，并在所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)下做三維運(yùn)動(dòng)；液態(tài)水噴頭，所述液態(tài)水噴頭與所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元連接，并在所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)下做三維運(yùn)動(dòng)；生物材料噴頭，所述生物材料噴頭與所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元連接，并在所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)下做三維運(yùn)動(dòng)；冷卻噴頭，所述冷卻噴頭與所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元連接，并在所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)下做三維運(yùn)動(dòng)；且，所述冷卻噴頭的噴頭方向設(shè)置在朝向冷凍床方向，使所述冷卻噴頭能夠?qū)⒗鋮s物噴向3d打印模型。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括：生物材料儲(chǔ)料罐，所述生物材料儲(chǔ)料罐通過(guò)管路給所述生物材料噴頭輸送生物材料。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括：液態(tài)水儲(chǔ)料罐，所述液態(tài)水儲(chǔ)料罐通過(guò)管路給所述液態(tài)水噴頭輸送液態(tài)水。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括：冷卻物罐，所述冷卻物罐通過(guò)管路給所述冷卻噴頭提供冷卻物。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括：減壓閥，所述減壓閥設(shè)置在所述冷卻噴頭和所述冷卻物罐之間。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括：制冷件，所述制冷件與所述冷凍床相配合，給所述冷凍床提供冷卻能量。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括：一殼體，所述殼體具有一容置空間；其中，所述冷卻噴頭、所述生物材料噴頭、所述液態(tài)水噴頭、所述冷凍床設(shè)置在所述容置空間內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括：所述殼體包括隔熱材料。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括：所述殼體為封閉空間。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括：控制單元，所述控制單元與所述運(yùn)動(dòng)單元、所述液態(tài)水噴頭、所述生物材料噴頭、所述冷卻噴頭連接，并控制所述運(yùn)動(dòng)單元、所述液態(tài)水噴頭、所述生物材料噴頭、所述冷卻噴頭的動(dòng)作。

本申請(qǐng)實(shí)施例中的上述一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下一種或多種技術(shù)效果：

1、本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種3d打印裝置，所述裝置包括：運(yùn)動(dòng)單元，所述運(yùn)動(dòng)單元包括x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元；冷凍床；液態(tài)水噴頭，所述液態(tài)水噴頭在所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)下做三維運(yùn)動(dòng)；生物材料噴頭，所述生物材料噴頭在所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)下做三維運(yùn)動(dòng)；冷卻噴頭，所述冷卻噴頭的噴頭方向使所述冷卻噴頭能夠?qū)⒗鋮s物噴向3d打印模型。通過(guò)所述運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述液態(tài)水噴頭，將所述液態(tài)水?dāng)D出至所述冷凍床的預(yù)定位置，且在所述液態(tài)水的擠出過(guò)程中，使用冷卻噴頭噴出的冷卻物將所述液態(tài)水快速冷凍固化，形成第一基層支撐體，然后運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述生物材料噴頭，將生物材料擠出至所述第一基層支撐體上，形成第一層生物材料層，如此反復(fù)形成基層支撐體和生物材料層，直至完成所述3d模型的打印。通過(guò)上述技術(shù)方案，解決了現(xiàn)有技術(shù)3d打印由支撐材料引起的細(xì)胞毒性、生物排異性的技術(shù)問(wèn)題，具有安全可靠、易在低溫環(huán)境保存，保證生物活性的技術(shù)效果。

2、本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)使用控制單元控制所述運(yùn)動(dòng)單元，驅(qū)動(dòng)所述冷凍床，液態(tài)水噴頭，冷卻噴頭在三維空間的運(yùn)動(dòng)，具有將所述液態(tài)水?dāng)D出至所述冷凍床的預(yù)定位置，且所述液態(tài)水?dāng)D出后迅速冷凍，形成基層支撐體的技術(shù)效果。

3、本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)使用控制單元控制所述運(yùn)動(dòng)單元，驅(qū)動(dòng)所述冷凍床，生物材料噴頭在三維空間的運(yùn)動(dòng)，具有將所述生物材料擠出至所述基層支撐體的預(yù)定位置，形成生物材料層的技術(shù)效果。

4、本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)使用制冷件給所述冷凍床提供冷卻能量，使所述冷凍床保持較低的溫度，使所述3d打印過(guò)程維持在較低的溫度條件下，具有保證所述生物材料的活性的技術(shù)效果。

5、本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)在氮?dú)鈨?chǔ)氣罐與冷卻噴頭之間設(shè)置減壓閥，具有降低氮?dú)獾臍鈮旱募夹g(shù)效果。

6、本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)使用封閉的3d打印室，能夠隔離打印區(qū)域與外部環(huán)境的熱交換，將所述3d打印室維持在較低的溫度條件下，具有保持生物活性的技術(shù)效果。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供一種3d打印裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明：1-運(yùn)動(dòng)單元，2-冷凍床，3-液態(tài)水噴頭，4-生物材料噴頭，5-冷卻噴頭，6-生物材料儲(chǔ)料罐，7-液態(tài)水儲(chǔ)料罐，8-冷卻物罐，9-減壓閥，10-制冷件，11-殼體，121-上位機(jī)，122-主控電路板。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)提供一種3d打印裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)3d打印由支撐材料引起的細(xì)胞毒性、生物排異性的技術(shù)問(wèn)題，具有安全可靠、易在低溫環(huán)境保存，保證生物活性的技術(shù)效果。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

圖1所示為一種3d打印裝置示意圖，所述裝置應(yīng)用于制造一3d打印模型，所述裝置包括：

運(yùn)動(dòng)單元1，所述運(yùn)動(dòng)單元1包括x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元；

具體來(lái)說(shuō)，在本申請(qǐng)實(shí)施例的3d打印技術(shù)中，通過(guò)運(yùn)動(dòng)單元1驅(qū)動(dòng)冷凍床2，液態(tài)水噴頭3，生物材料噴頭4，冷卻噴頭5在三維空間的運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)冷凍床2，液態(tài)水噴頭3，生物材料噴頭4，冷卻噴頭5在所述x軸、y軸、z軸方向的運(yùn)動(dòng)，具有將所述液態(tài)水和生物材料擠出至所述冷凍床的預(yù)定位置，且所述液態(tài)水?dāng)D出后迅速冷凍的技術(shù)效果。所述運(yùn)動(dòng)單元1包括x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元；所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元分別驅(qū)動(dòng)所述冷凍床2，液態(tài)水噴頭3，生物材料噴頭4，冷卻噴頭5在x軸、y軸、z軸方向的運(yùn)動(dòng)，所述x軸、y軸、z軸方向是空間內(nèi)互不平行的三個(gè)方向。

冷凍床2，所述冷凍床2與所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元連接，并在所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)下做三維運(yùn)動(dòng)；

具體來(lái)說(shuō)，冷凍床2是進(jìn)行3d打印時(shí)放置所述打印模型的托盤(pán)，冷凍床2的底部是制冷件10，所述制冷件10與所述冷凍床2相配合，給所述冷凍床2提供冷卻能量，使所述冷凍床2保持較低的溫度，使所述3d打印過(guò)程維持在較低的溫度條件下，具有保證所述生物材料的活性的技術(shù)效果。在進(jìn)行3d打印時(shí)，使x軸、y軸所在平面與所述冷凍床所在平面保持平行。

液態(tài)水噴頭3，所述液態(tài)水噴頭3與所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元連接，并在所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)下做三維運(yùn)動(dòng)；

具體來(lái)說(shuō)，所述液態(tài)水噴頭3與所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元連接。通過(guò)z軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述液態(tài)水噴頭3移動(dòng)至所述冷凍床2上方第一固定距離，保持所述液態(tài)水噴頭3在x軸、y軸方向不動(dòng)；然后所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述冷凍床2在x軸、y軸方向沿著第一預(yù)定軌跡運(yùn)動(dòng)，所述冷凍床2沿x軸、y軸運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，所述液態(tài)水噴頭3根據(jù)第一預(yù)定速度和第一預(yù)定水量擠出液態(tài)水，使所述擠出的液態(tài)水按照第一預(yù)定軌跡打印到所述冷凍床2上。

其中，所述第一固定距離正好可以使液態(tài)水噴頭3擠出的液態(tài)水可以打印到所述冷凍床2上，所述第一預(yù)定速度、第一預(yù)定水量、第一預(yù)定軌跡設(shè)定在控制單元12中，由控制單元控制所述運(yùn)動(dòng)單元1、所述冷凍床2、所述液態(tài)水噴頭3的動(dòng)作。

冷卻噴頭5，所述冷卻噴頭5與所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元連接，并在所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)下做三維運(yùn)動(dòng)；且，

所述冷卻噴頭5的噴頭方向設(shè)置在朝向冷凍床2方向，使所述冷卻噴頭5能夠?qū)⒗鋮s物噴向3d打印模型。

具體來(lái)說(shuō)，所述冷卻噴頭5與所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元連接。所述冷卻噴頭5噴出冷卻物，本實(shí)施例中所述冷卻物為冷凍氮?dú)?。所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述冷卻噴頭5跟隨所述液態(tài)水噴頭3的運(yùn)動(dòng)路徑，使所述液態(tài)水噴頭3在擠出所述液態(tài)水時(shí)，所述冷卻噴頭5同時(shí)噴出所述冷凍氮?dú)庵羷倲D出的液態(tài)水上，使所述剛擠出的液態(tài)水遇冷迅速固化，形成第一基層支撐體。

生物材料噴頭4，所述生物材料噴頭4與所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元連接，并在所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)下做三維運(yùn)動(dòng)；

具體來(lái)說(shuō)，所述生物材料噴頭4與所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元連接。通過(guò)z軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述生物材料噴頭4移動(dòng)至所述第一基層支撐體上方第二固定距離，保持所述生物材料噴頭4在x軸、y軸方向不動(dòng)；然后所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述冷凍床2在x軸、y軸方向沿著第二預(yù)定軌跡運(yùn)動(dòng)，所述冷凍床2沿x軸、y軸運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，所述生物材料噴頭4根據(jù)第二預(yù)定速度和第二預(yù)定劑量擠出生物材料，使所述生物材料按照第二預(yù)定軌跡打印到所述第一基層支撐體上。

其中，所述第二固定距離正好可以使生物材料噴頭4擠出的生物材料可以打印到所述第一基層支撐體上，所述第二預(yù)定速度、第二預(yù)定劑量、第二預(yù)定軌跡設(shè)定在控制單元12中，由控制單元12控制所述運(yùn)動(dòng)單元1、所述冷凍床2、所述生物材料噴頭4的動(dòng)作。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括：生物材料儲(chǔ)料罐6，所述生物材料儲(chǔ)料罐6通過(guò)管路給所述生物材料噴頭4輸送生物材料，在本實(shí)施例中，所述管路為塑料軟管。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括：液態(tài)水儲(chǔ)料罐7，所述液態(tài)水儲(chǔ)料罐7通過(guò)管路給所述液態(tài)水噴頭3輸送液態(tài)水，在本實(shí)施例中，所述管路為塑料軟管。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括：冷卻物罐8，所述冷卻物罐8通過(guò)管路給所述冷卻噴頭5提供冷卻物。具體來(lái)說(shuō)，所述冷卻物為冷凍氮?dú)?，所述冷卻物罐8為氮?dú)鈨?chǔ)氣罐。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括：減壓閥9，所述減壓閥9設(shè)置在所述冷卻噴頭5和所述冷卻物罐8之間。由于氮?dú)鈨?chǔ)氣罐8直接噴出的氮?dú)獾膲毫^高，不能直接噴射到水介質(zhì)上，因此，在氮?dú)鈨?chǔ)氣罐8與冷卻噴頭5之間設(shè)置減壓閥9，降低氮?dú)獾臍鈮骸?/p>

進(jìn)一步地，所述裝置還包括：

一殼體11，所述殼體11具有一容置空間；

其中，所述冷卻噴頭5、所述生物材料噴頭4、所述液態(tài)水噴頭3、所述冷凍床2設(shè)置在所述容置空間內(nèi)。

具體來(lái)說(shuō)，所述殼體為一封閉的3d打印室，所述冷卻噴頭5、所述生物材料噴頭4、所述液態(tài)水噴頭3、所述冷凍床2均設(shè)置于所述3d打印室內(nèi)，能夠隔離打印區(qū)域與外部環(huán)境的熱交換，將所述3d打印室維持在較低的溫度條件下，具有保持生物活性的技術(shù)效果。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括：所述殼體11包括隔熱材料，所述隔熱材料能夠減少打印區(qū)域與外部環(huán)境的熱交換，將所述3d打印室維持在較低的溫度條件下，具有保持生物活性的技術(shù)效果。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括：

控制單元12，所述控制單元12與所述運(yùn)動(dòng)單元1、制冷件10連接連，通過(guò)所述運(yùn)動(dòng)單元1控制所述冷凍床2，液態(tài)水噴頭3，生物材料噴頭4，冷卻噴頭5的動(dòng)作，并控制制冷件10的工作狀態(tài)。

具體來(lái)說(shuō)，控制單元12包括：

主控電路板122，所述主控電路板122與運(yùn)動(dòng)單元1、制冷件10連接；

上位機(jī)121，所述上位機(jī)121與所述主控電路板122連接。

所述上位機(jī)121中存儲(chǔ)有所述3d打印模型的打印信息，所述3d打印模型的打印信息包括所述液態(tài)水的擠出速度，水量，所述生物材料的擠出速度，擠出劑量，打印溫度、噴頭運(yùn)動(dòng)軌跡、冷卻物噴出量等參數(shù)。

所述上位機(jī)121將所述3d打印模型的打印信息傳輸給所述主控電路板122，所述主控電路板122與所述運(yùn)動(dòng)單元1連接，所述主控電路板根據(jù)所述3d打印模型的打印信息，控制所述運(yùn)動(dòng)單元1驅(qū)動(dòng)所述冷凍床2，液態(tài)水噴頭3，生物材料噴頭4，冷卻噴頭5。進(jìn)一步地，所述主控電路板122控制所述制冷件10，使所述制冷件10給所述冷凍床2提供冷卻能量，使所述冷凍床保持在較低的溫度。

實(shí)施例2

圖1所示為一種3d打印裝置示意圖，所述裝置應(yīng)用于制造一3d打印模型，所述裝置包括：

運(yùn)動(dòng)單元1，所述運(yùn)動(dòng)單元1包括x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元；

具體來(lái)說(shuō)，在本申請(qǐng)實(shí)施例的3d打印技術(shù)中，通過(guò)運(yùn)動(dòng)單元1驅(qū)動(dòng)冷凍床2，液態(tài)水噴頭3，生物材料噴頭4，冷卻噴頭5在三維空間的運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)冷凍床2，液態(tài)水噴頭3，生物材料噴頭4，冷卻噴頭5在所述x軸、y軸、z軸方向的運(yùn)動(dòng)，具有將所述液態(tài)水和生物材料擠出至所述冷凍床的預(yù)定位置，且所述液態(tài)水?dāng)D出后迅速冷凍的技術(shù)效果。所述運(yùn)動(dòng)單元1包括x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元；所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元分別驅(qū)動(dòng)所述冷凍床2，液態(tài)水噴頭3，生物材料噴頭4，冷卻噴頭5在x軸、y軸、z軸方向的運(yùn)動(dòng)，所述x軸、y軸、z軸方向是空間內(nèi)互不平行的三個(gè)方向。

冷凍床2，所述冷凍床2與所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元連接，并在所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)下做三維運(yùn)動(dòng)；

具體來(lái)說(shuō)，冷凍床2是進(jìn)行3d打印時(shí)放置所述打印模型的托盤(pán)，冷凍床2的底部是制冷件10，所述制冷件10與所述冷凍床2相配合，給所述冷凍床2提供冷卻能量，使所述冷凍床2保持較低的溫度，使所述3d打印過(guò)程維持在較低的溫度條件下，具有保證所述生物材料的活性的技術(shù)效果。在進(jìn)行3d打印時(shí)，使x軸、y軸所在平面與所述冷凍床所在平面保持平行。

液態(tài)水噴頭3，所述液態(tài)水噴頭3與所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元連接，并在所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)下做三維運(yùn)動(dòng)；

具體來(lái)說(shuō)，所述液態(tài)水噴頭3與所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元連接。通過(guò)z軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述液態(tài)水噴頭3移動(dòng)至所述冷凍床2上方第三固定距離，保持所述冷凍床2不動(dòng)；然后所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述液態(tài)水噴頭3在x軸、y軸方向沿著第三預(yù)定軌跡運(yùn)動(dòng)，所述液態(tài)水噴頭3沿x軸、y軸運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，根據(jù)第三預(yù)定速度和第三預(yù)定水量擠出液態(tài)水，使所述擠出的液態(tài)水按照第三預(yù)定軌跡打印到所述冷凍床2上。

其中，所述第三固定距離正好可以使液態(tài)水噴頭3擠出的液態(tài)水可以打印到所述冷凍床2上，所述第三預(yù)定速度、第三預(yù)定水量、第三預(yù)定軌跡設(shè)定在控制單元12中，由控制單元控制所述運(yùn)動(dòng)單元1、所述冷凍床2、所述液態(tài)水噴頭3的動(dòng)作。

冷卻噴頭5，所述冷卻噴頭5與所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元連接，并在所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)下做三維運(yùn)動(dòng)；且，

所述冷卻噴頭5的噴頭方向設(shè)置在朝向冷凍床2方向，使所述冷卻噴頭5能夠?qū)⒗鋮s物噴向3d打印模型。

具體來(lái)說(shuō)，所述冷卻噴頭5與所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元連接。所述冷卻噴頭5噴出冷卻物，本實(shí)施例中所述冷卻物為冷凍氮?dú)?。所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述冷卻噴頭5跟隨所述液態(tài)水噴頭3的運(yùn)動(dòng)路徑，使所述液態(tài)水噴頭3在擠出所述液態(tài)水時(shí)，所述冷卻噴頭5同時(shí)噴出所述冷凍氮?dú)庵羷倲D出的液態(tài)水上，使所述剛擠出的液態(tài)水遇冷迅速固化，形成第一基層支撐體。

生物材料噴頭4，所述生物材料噴頭4與所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元連接，并在所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)下做三維運(yùn)動(dòng)；

具體來(lái)說(shuō)，所述生物材料噴頭4與所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元連接。通過(guò)z軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述生物材料噴頭4移動(dòng)至所述第一基層支撐體上方第四固定距離，保持所述冷凍床2不動(dòng)；然后所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述生物材料噴頭4在x軸、y軸方向沿著第四預(yù)定軌跡運(yùn)動(dòng)，所述生物材料噴頭4沿x軸、y軸運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，根據(jù)第四預(yù)定速度和第四預(yù)定劑量擠出生物材料，使所述生物材料按照第四預(yù)定軌跡打印到所述第一基層支撐體上，形成第一生物材料層。

其中，所述第四固定距離正好可以使生物材料噴頭4擠出的生物材料可以打印到所述第一基層支撐體上，所述第四預(yù)定速度、第四預(yù)定劑量、第四預(yù)定軌跡設(shè)定在控制單元12中，由控制單元12控制所述運(yùn)動(dòng)單元1、所述冷凍床2、所述生物材料噴頭4的動(dòng)作。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述冷凍床2、所述液態(tài)水噴頭3、所述生物材料噴頭4在三維運(yùn)動(dòng)的方式不限于本申請(qǐng)已提供的實(shí)施例，只要能將所述液態(tài)水及所述生物材料按照預(yù)定軌跡打印至預(yù)定位置上即可。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括：生物材料儲(chǔ)料罐6，所述生物材料儲(chǔ)料罐6通過(guò)管路給所述生物材料噴頭4輸送生物材料，在本實(shí)施例中，所述管路為塑料軟管。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括：液態(tài)水儲(chǔ)料罐7，所述液態(tài)水儲(chǔ)料罐7通過(guò)管路給所述液態(tài)水噴頭3輸送液態(tài)水，在本實(shí)施例中，所述管路為塑料軟管。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括：冷卻物罐8，所述冷卻物罐8通過(guò)管路給所述冷卻噴頭5提供冷卻物。具體來(lái)說(shuō)，所述冷卻物為冷凍氮?dú)?，所述冷卻物罐8為氮?dú)鈨?chǔ)氣罐。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括：減壓閥9，所述減壓閥9設(shè)置在所述冷卻噴頭5和所述冷卻物罐8之間。由于氮?dú)鈨?chǔ)氣罐8直接噴出的氮?dú)獾膲毫^高，不能直接噴射到水介質(zhì)上，因此，在氮?dú)鈨?chǔ)氣罐8與冷卻噴頭5之間設(shè)置減壓閥9，降低氮?dú)獾臍鈮骸?/p>

進(jìn)一步地，所述裝置還包括：

一殼體11，所述殼體11具有一容置空間；

其中，所述冷卻噴頭5、所述生物材料噴頭4、所述液態(tài)水噴頭3、所述冷凍床2設(shè)置在所述容置空間內(nèi)。

具體來(lái)說(shuō)，所述殼體為一封閉的3d打印室，所述冷卻噴頭5、所述生物材料噴頭4、所述液態(tài)水噴頭3、所述冷凍床2均設(shè)置于所述3d打印室內(nèi)，能夠隔離打印區(qū)域與外部環(huán)境的熱交換，將所述3d打印室維持在較低的溫度條件下，具有保持生物活性的技術(shù)效果。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括：所述殼體11包括隔熱材料，所述隔熱材料能夠減少打印區(qū)域與外部環(huán)境的熱交換，將所述3d打印室維持在較低的溫度條件下，具有保持生物活性的技術(shù)效果。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括：

控制單元12，所述控制單元12與所述運(yùn)動(dòng)單元1、制冷件10連接連，通過(guò)所述運(yùn)動(dòng)單元1控制所述冷凍床2，液態(tài)水噴頭3，生物材料噴頭4，冷卻噴頭5的動(dòng)作，并控制制冷件10的工作狀態(tài)。

具體來(lái)說(shuō)，控制單元12包括：

主控電路板122，所述主控電路板122與運(yùn)動(dòng)單元1、制冷件10連接；

上位機(jī)121，所述上位機(jī)121與所述主控電路板122連接。

所述上位機(jī)121中存儲(chǔ)有所述3d打印模型的打印信息，所述3d打印模型的打印信息包括所述液態(tài)水的擠出速度，水量，所述生物材料的擠出速度，擠出劑量，打印溫度、噴頭運(yùn)動(dòng)軌跡、冷卻物噴出量等參數(shù)。

所述上位機(jī)121將所述3d打印模型的打印信息傳輸給所述主控電路板122，所述主控電路板122與所述運(yùn)動(dòng)單元1連接，所述主控電路板根據(jù)所述3d打印模型的打印信息，控制所述運(yùn)動(dòng)單元1驅(qū)動(dòng)所述冷凍床2，液態(tài)水噴頭3，生物材料噴頭4，冷卻噴頭5。進(jìn)一步地，所述主控電路板122控制所述制冷件10，使所述制冷件10給所述冷凍床2提供冷卻能量，使所述冷凍床保持在較低的溫度。

實(shí)施例3

下面從使用方法的角度介紹本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種3d打印裝置。

通過(guò)控制單元12控制所述制冷件10，使所述制冷件10提供冷卻能量，使所述冷凍床2的溫度達(dá)到預(yù)定溫度。

通過(guò)控制單元12使所述冷凍床2保持不動(dòng)，通過(guò)z軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述液態(tài)水噴頭3移動(dòng)至所述冷凍床2上方第三固定距離，通過(guò)所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述液態(tài)水噴頭3在x軸、y軸方向沿著第三預(yù)定軌跡運(yùn)動(dòng)，所述液態(tài)水噴頭3沿x軸、y軸運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，根據(jù)第三預(yù)定速度和第三預(yù)定水量擠出液態(tài)水至所述冷凍床2上。

在所述液態(tài)水噴頭3擠出所述液態(tài)水的同時(shí)，所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述冷卻噴頭5跟隨所述液態(tài)水噴頭3的運(yùn)動(dòng)路徑，使所述冷卻噴頭5同時(shí)噴出所述冷凍氮?dú)庵羷倲D出的液態(tài)水上，使所述剛擠出的液態(tài)水遇冷迅速固化，形成第一基層支撐體。

通過(guò)控制單元12使所述冷凍床2保持不動(dòng)，通過(guò)z軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述生物材料噴頭4移動(dòng)至所述第一基層支撐體上方第四固定距離，通過(guò)所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述生物材料噴頭4在x軸、y軸方向沿著第四預(yù)定軌跡運(yùn)動(dòng)，所述生物材料噴頭4沿x軸、y軸運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，根據(jù)第四預(yù)定速度和第四預(yù)定劑量擠出生物材料，使所述生物材料按照第四預(yù)定軌跡打印到所述第一基層支撐體上，形成第一生物材料層。

通過(guò)控制單元12繼續(xù)控制冷凍床2、液態(tài)水噴頭3和冷卻噴頭5，將液態(tài)水打印至所述第一生物材料層上，并固化，形成第二基層支撐體。

通過(guò)控制單元12繼續(xù)控制冷凍床2和生物材料噴頭3，將液態(tài)水打印至所述第二基層支撐體上，形成第二生物材料層。

重復(fù)上述過(guò)程，交替形成多層基層支撐體和生物材料層，直至完成3d模型的打印。

本申請(qǐng)實(shí)施例中的上述一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下一種或多種技術(shù)效果：

1、本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種3d打印裝置，所述裝置包括：運(yùn)動(dòng)單元，所述運(yùn)動(dòng)單元包括x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元；冷凍床；液態(tài)水噴頭，所述液態(tài)水噴頭在所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)下做三維運(yùn)動(dòng)；生物材料噴頭，所述生物材料噴頭在所述x軸運(yùn)動(dòng)單元、y軸運(yùn)動(dòng)單元、z軸運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)下做三維運(yùn)動(dòng)；冷卻噴頭，所述冷卻噴頭的噴頭方向使所述冷卻噴頭能夠?qū)⒗鋮s物噴向3d打印模型。通過(guò)所述運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述液態(tài)水噴頭，將所述液態(tài)水?dāng)D出至所述冷凍床的預(yù)定位置，且在所述液態(tài)水的擠出過(guò)程中，使用冷卻噴頭噴出的冷卻物將所述液態(tài)水快速冷凍固化，形成第一基層支撐體，然后運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述生物材料噴頭，將生物材料擠出至所述第一基層支撐體上，形成第一層生物材料層，如此反復(fù)形成基層支撐體和生物材料層，直至完成所述3d模型的打印。通過(guò)上述技術(shù)方案，解決了現(xiàn)有技術(shù)3d打印由支撐材料引起的細(xì)胞毒性、生物排異性的技術(shù)問(wèn)題，具有安全可靠、易在低溫環(huán)境保存，保證生物活性的技術(shù)效果。

2、本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)使用控制單元控制所述運(yùn)動(dòng)單元，驅(qū)動(dòng)所述冷凍床，液態(tài)水噴頭，冷卻噴頭在三維空間的運(yùn)動(dòng)，具有將所述液態(tài)水?dāng)D出至所述冷凍床的預(yù)定位置，且所述液態(tài)水?dāng)D出后迅速冷凍，形成基層支撐體的技術(shù)效果。

3、本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)使用控制單元控制所述運(yùn)動(dòng)單元，驅(qū)動(dòng)所述冷凍床，生物材料噴頭在三維空間的運(yùn)動(dòng)，具有將所述生物材料擠出至所述基層支撐體的預(yù)定位置，形成生物材料層的技術(shù)效果。

4、本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)使用制冷件給所述冷凍床提供冷卻能量，使所述冷凍床保持較低的溫度，使所述3d打印過(guò)程維持在較低的溫度條件下，具有保證所述生物材料的活性的技術(shù)效果。

5、本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)在氮?dú)鈨?chǔ)氣罐與冷卻噴頭之間設(shè)置減壓閥，具有降低氮?dú)獾臍鈮旱募夹g(shù)效果。

6、本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)使用封閉的3d打印室，能夠隔離打印區(qū)域與外部環(huán)境的熱交換，將所述3d打印室維持在較低的溫度條件下，具有保持生物活性的技術(shù)效果。

最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上具體實(shí)施方式僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。